【文章內(nèi)容簡介】 空區(qū)處理 采煤工藝 適用條件 1 單一走向 壁 整層 走向 跨落法 綜采 薄及中厚煤長壁采煤法 式 普采 炮采 層 2 單一傾斜長壁采煤法 壁式 整層 傾斜 跨落法 綜采 普采 炮采 緩斜薄及中厚煤層 3 刀式采煤法 壁式 整層 走向或傾斜 煤柱支撐法 普采 炮采 頂板堅硬的薄及中厚煤層 4 大采高一次采全厚采煤法 壁式 整層 走向或傾斜 跨落法 綜采 緩斜 5m 以下的厚煤層 5 傾斜分層走向長壁下行跨落采煤法 壁式 分層 走向 跨落法 綜采 普采 炮采 緩斜 傾斜厚及特厚煤層 6 傾斜分層傾斜長壁壁式 分層 傾斜 跨落法 綜采 普采 緩斜 傾斜厚及特厚煤層 下行跨落采煤法 炮采 7 傾斜分層走向長壁上行充填采煤法 壁式 整層 走向或傾斜 充填法 炮采 緩斜 傾斜特厚煤層 8 放頂煤采煤法 壁式 整層 走向或傾斜 跨落法 綜采為主 緩斜 5m 以上的厚煤層 9 水平分段放頂煤采煤法 壁式 分層 走向 跨落法 綜采為主 急斜特厚煤層 10 水平分層 斜切分層下行跨落采煤法 壁式 分層 走向 跨落法 炮采 急斜厚及特厚煤層 11 掩護支架 壁 整層 走向 跨落法 炮采 急斜中厚及采煤法 式 或傾斜 風鎬 厚煤層 12 臺階式采煤法 壁式 整層 走向 跨落法 炮采 風鎬 急斜薄及中厚煤層 13 倉儲巷道長壁采煤法 壁式 整層 走向為主 跨落法 炮采 急斜薄及中厚煤層 14 水力采煤法 柱式 整層 走向或傾斜 跨落法 水采 不穩(wěn)定煤層傾斜 急傾斜煤層等 15 柱式體系采煤法 柱式 整層 走向或傾斜 跨落法 炮采 非正規(guī)條件回收煤柱 主采煤層煤層傾角為 10 度，欲采用走向長壁 采煤法，煤層結(jié)構(gòu)簡單，賦存穩(wěn)定，主采煤層平均厚度 ，因此可以考慮采用分層綜采和大采高一次采全厚綜合機械化采煤工藝。下面對兩者進行比較。 １）分層綜合機械化采煤工藝的特點 A．優(yōu)點： a. 分層綜采是我國使用成熟的一種采煤工藝，采煤設備配套，類型齊全，性能完好，操作方便，管理簡單； b. 液壓支架及配套的采煤機設備體積小，輕便，回采工作面搬家到面方便； c. 采高一般為 ，回采工作面煤壁增壓區(qū)小，煤壁穩(wěn)定，生產(chǎn)環(huán)節(jié)良好； d. 回采工作面回收率高，煤炭含矸率低，一般不大于 %，且相對綜放開采煤塵濃度低； e. 頂板 易管理，工作面巷道維護難度小，上分層跟頂掘進，回采。下分層跟再生頂板掘進、回采，頂板（煤）冒漏，自燃等問題較少。 f. ： g. 工作面單產(chǎn)低，單產(chǎn)提高困難； h. 開采投入高，上、下分層開采，人工鋪網(wǎng)，勞動強度大，鋪網(wǎng)費用高，煤巷掘進工程量大，回采工作面搬家次數(shù)多，搬家費用高； i. 區(qū)段分層周期長，多次啟閉，自燃發(fā)火頻繁； j. 下分層開采需要留內(nèi)錯式隔離煤柱，因而采區(qū)回采率降低； k. 加劇接續(xù)緊張的矛盾，這是由于需要等待再生頂板的生成； l. 生產(chǎn)區(qū)域大，影響不同煤系的開采，相對不能合理集中生產(chǎn)，也影響地面建設的合理進行。 條件 煤層頂板不是十分堅硬，直接頂具有一定厚度的煤層。 ２）大采高一次采全厚綜合機械化采煤工藝的特點 ： a. 工作面產(chǎn)量和效率大幅度提高； b. 回采巷道的掘進量比分層減少了一半，并減少了假頂?shù)匿佋O； c. 工作面搬遷的次數(shù)減少，比分層開采減少一半以上，節(jié)省搬遷費用，增加了生產(chǎn)時間； ： a. 煤壁片幫甚至架前漏頂較為嚴重，控制片幫是大采高采煤工藝的關(guān)鍵性技術(shù)問題； b. 支架防倒防滑工作顯得尤為重要 c. 端頭支護和超前支護比分層開采更為重要。 ： 一般適用于地質(zhì)構(gòu)造簡單、煤層厚度 6～ 12m、賦存穩(wěn)重、傾角15 和頂板較穩(wěn)定的煤層。 主采煤層平均厚度為 ，煤層沒有爆炸性，煤自燃期長，從以上分析可以看出大采高一次采全厚采煤工藝優(yōu)點更加突出。其不利方面可采取一定的技術(shù)加以解決。 （ 1）控制片幫的措施一般有以下幾點： ①加快工作面推進速度； ②用快硬膨脹水泥尼龍繩等錨桿加固煤壁； ③在地質(zhì)條件允許下采用俯采方式； ④提高液壓支架的初撐力，以求改善近煤壁處圍沿的應力狀態(tài)，減小端面頂板的下沉量及減輕煤壁片幫程度。 （ 2）加強端頭和超前支護的做法有： ①上、下端頭的巷道末端采用縱柱切頂、擋矸； ②排頭排尾各三架，采用伸 縮梁或護幫板作臨時支護，其移架落后于中間支架一個步距，待移機頭、機尾后再移架，使工作面梁端保持一致； ③上下順槽采用單體液壓支柱配鉸接頂梁超前支護 30m，平行巷道架設，一般回風巷設三排，運輸巷設三排，均為一梁二柱。 采區(qū)巷道布置 － 采區(qū)形式 采用大采高一次采全厚綜合機械化采煤法，要有一定的走向長度。采區(qū) 的走向長度為 2021 米，采用雙翼采區(qū)布置，每 翼 走向長度為 985 米，已經(jīng)滿足綜采工作面長度， 采區(qū)形式采用單 翼采區(qū)布置形式。 二 采區(qū)上山 根據(jù)采區(qū)煤層賦存穩(wěn)定，采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單的條件，采區(qū)上山可以提出三種布置方案。 第一種方案：采區(qū)上山聯(lián)合布置。在煤層底板巖層中布置兩條上山，上山位于采區(qū)走向中央，通過石門與煤層聯(lián)系。兩條上山間距20m。 第二種方案：采區(qū)上山聯(lián)合布置。在煤層中布置兩條上山，間距 20m，上山位于采區(qū)走向中央。 第三種方案：采區(qū)上山聯(lián)合布置。其中一條布置在采區(qū)中央的煤層中，另一條布置在煤層底板巖層中，煤層上山為輸送機上山，巖層上山為軌道上山。 （三）區(qū)段巷道。因煤層為厚 煤層，可放頂煤一次采全高，本采區(qū)布置區(qū)段集中巷道，根據(jù)本采區(qū)煤層的條件，決定采用留 2m 小煤柱的沿空掘巷，區(qū)段巷道單巷布置方式。 （四）聯(lián)絡巷道。由于本采區(qū)采用上山聯(lián)合布置，在聯(lián)絡巷道的布置上，采用區(qū)段石門一溜煤眼結(jié)合的聯(lián)合方式。 方案比較： 根據(jù)已提出的方案及方案比較的原則，三個方案中相同的部分可不參加比較，故區(qū)段巷道布置方案不參加比較，僅就采區(qū)上山及聯(lián)絡巷道進行比較。方案的技術(shù)比較見表 41。 表 41 采區(qū)方案技術(shù)比較表 方案 項目 第一方案 雙巖上山方案 第二方案 雙煤上山方案 第三方案 一煤一巖上山方案 工程量 工程量大，因兩上山均在巖層中，故要多掘進252m 石門和60m 溜煤眼 工程量小 工程量較大比第二方案多掘 170m 石門 難度 困難。一是巖巷施工，二是巷道連接復雜 較容易 困難 距離 長。每區(qū)段要增加 130m 的通風距離 短 較長。每區(qū)段增加 60m通風距離 環(huán)節(jié) 管理環(huán)節(jié)多。一是溜煤眼多，二是漏風地點多 少 多（同第一方案） 維護 維護工程量少，維護費用低 煤層上山，金屬支架受采動影響大，維護 工程量大，費第一條煤層上山，維護工程量較大，費用高 用高 回收 無法回收 可以回收，70﹪可以復用 煤層上山支架可以回收復用 期 巖石上山掘進速度慢，約需 14個月才能投產(chǎn) 煤層上山掘進快，約 10個月可投產(chǎn) 同第一方案 通過比較可以看出，第二方案的工程量小，施工容易，投產(chǎn)期短，沿煤巷布置上山有利于進一步摸清煤層賦存情況。故選第二方案 三 采煤工作面推進方向 在井田范圍內(nèi)，采區(qū)的開采順序為后退式，即從西翼向井田中央推進的方式。采用條帶和采區(qū)相結(jié)合綜采放頂煤一次采全厚的采煤方法。 四 工 作面配備 為了提高礦井高產(chǎn)高效，集中化生產(chǎn)。保證安全生產(chǎn)提高工作面單產(chǎn)為原則。采區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的綜采工作面宜為一個，不應超過兩個面。 采區(qū)上 、 中 、 下部車場的形式及確定依據(jù) 采 區(qū)煤層傾角小，平均 15 度 ， 采 區(qū) 上山 布置，順槽直接和回采巷道連接 ， 采用 礦車 輔助運輸，在順槽和大巷連接處需抹角，抹角大小為 33m，與大巷成 45176。角，以便于 礦車 的拐彎。 順槽與大巷均為膠帶輸送機運煤，順槽膠帶輸送機 通過溜煤眼 與運輸上山 膠帶輸送機 相連 ， 下部車場采用大巷裝車下部車場，下部車場設采區(qū) 煤倉。 井底中央變電所至 采 區(qū)的供電系統(tǒng)電路 壓降較大，為保證 采 區(qū)正常生產(chǎn)，需布置 采 區(qū)變電所。 采 區(qū)變電所應設在通風良好，圍巖穩(wěn)定，地壓小，易維護，無淋水，易于搬遷變壓器等電器設備的地方，并使變電所位于 采 區(qū)用電負荷中心，即 巖石上山 中段，位于 軌道上山和運輸上山 之間。采用錨網(wǎng)噴支護，底板用 100 號混凝土鋪底并高出鄰近巷道底板 200～ 300mm。具有 %的坡度。 采區(qū)下部車場 采區(qū)上部車場 12364571： 運輸上山 2 ：軌道上山 3 ：繞道 4 ：甩車場 5： 絞車房 6 ：區(qū)段回風巷 7 ：回風石門526353 41263471261：運輸上山 2：軌道上山 3：采區(qū)煤倉 4：大巷 5 ：人行道 6 ：材料車場 7 ：繞道 第五章 采煤工藝 落煤、進刀方式、割煤方式 落煤 使用 MXA600/45 型雙滾筒采煤機割底煤和支架擺動后尾梁，伸縮后插板放 頂煤的綜合落煤方式。 割煤方式 本工作面采取雙向割煤往返一次進兩刀 。 進刀方式 本工作面采取端頭斜切進刀方式。 支護、頂板管理及采空區(qū)處理 支護： 支護方式： 工作面采用 ZY3200/23/45 型液壓支架支護 ，支護方式為本架操作及時支護。 支架強度計算： P1=8MR=8179。 3179。 =㎡ 式中 P1為需要支護強度 M 為平均采高 3 米 R 為煤容重 P=P1/K=247。 =109T/㎡ = 式中： P 為工 作面需要支護強度 K 為載荷不均衡系數(shù) ㎡ =179。 103Mpa 支護強度驗算： 根據(jù)工作面礦壓觀測資料，在周期來壓時，頂板壓力最大為，每架面積為 ㎡，而支架中間架和排頭架的支護強度分別為 和 ，大于經(jīng)驗值 和計算值 故可滿足支護要求。 上、下巷端頭支護及超前替棚支護工作 上、下巷替棚： 回采后，由于上、下巷采用供形支架支護，因此要從上、下安全出口向外替棚，棚距 米，保證替棚距離超前機頭，前機尾 58 米 ，替棚采用圓木（ Ф 18179。 3500）配單體柱一梁兩柱支護，支護扎角為75?，兩幫腿要求成一直線，并用防倒繩把柱腿拴在棚梁上，圓木梁上方要鋪設彩條布，根據(jù)實際情況的需要，可在圓木上方沿走向備設圓木，保證接頂結(jié)實。老塘及時壘煤袋強，要打穩(wěn)打牢。 上、下巷斷頭支護 上端頭采用 ，長工字鋼梁成對使用，分別在前后溜機尾部架設兩對四根抬棚，交替邁步前移，工作面機尾架與端頭輔助抬棚間距不得超過 米，每超過 米，增加一對長工字鋼梁抬棚。 下端頭采用 5 米長的滑移抬 棚配輔助抬棚，成對使用，分別在前后溜機頭處兩幫架設三對輔助抬棚，邁步前移，前、后溜機頭處上幫架設兩根滑移抬棚，下幫架設三根滑移抬棚，工作面機頭排頭架與端頭輔助抬棚間距不得超過 米，每超過 米，增加一對輔助抬棚。 上、下端頭抬棚棚梁柱腿要架設齊全，柱腿打直升緊，初撐力不低于 90KN，及時更換有漏、穿液柱子失效的柱腿，并用防倒繩打柱腿拴在棚梁上。 上、下巷超前支護 上巷超前替棚 58 米范圍內(nèi)，使用 3 米工字鋼梁配單體支柱，一梁三柱支護，在巷道上、下幫距梁口 米間分別架設一排，該范圍 內(nèi)要求巷道不低于 米，有 米寬的人行道。上巷超前替棚58 米外，原巷道不動，支護強度達到要求。 下巷超前替棚 58 米范圍內(nèi)，使用 3 米工字鋼梁配單體支柱，一梁三柱支護，在巷道上、下幫距梁口 米間分別；架設一排，該范圍內(nèi)要求巷高不低于 米，有 米寬的人行道。下巷超前替棚 58 米，原巷道不動，支護強度達到要求。 頂板管理： 采用自然跨落法管理頂板。 采空區(qū)處理： 隨著采煤工作面不斷向前推進，頂板懸露面積越來越大，為了工作面的安全和正常生產(chǎn)，就需要使用全部跨落法處 理采空區(qū)。其方法是，當工作面從開切眼推進一定的距離后，主動撤除采煤工作空間以外的支架，是直接頂自然跨落。以后隨著工作